Ugrás a tartalomhoz

CSILLAGÁSZATI FÖLDRAJZ

Dr. Gábris Gyula, †dr. Marik Miklós, dr. Szabó József

NEMZETI TANKÖNYVKIADÓ

3. fejezet - SZFÉRIKUS CSILLAGÁSZAT (dr. marik miklós)

3. fejezet - SZFÉRIKUS CSILLAGÁSZAT (dr. marik miklós)

Ebben a fejezetben az égitesteknek az éggömbön elfoglalt helyének meghatározásával, az azon történő látszólagos mozgásaival foglalkozunk, elsősorban azért, hogy ismereteinket a térbeli- és időbeli tájékozódás tárgyalásakor felhasználhassuk.

TÁJÉKOZÓDÁS A FÖLDÖN (dr. Gábris Gyula)

Álláspontunk környékén a belátható földfelszínen való eligazodásunkat tájékozódásnak nevezzük. Sík területen vagy a tengeren körbetekintve, egy bizonyos távolságban a földfelszínt és az égboltot egy körbefutó vonalon érintkezni látjuk. Ez a vonal a horizont (vagy horizon; mindkét kifejezést használják), magyarul a látóhatár. A horizont vonala jelöli ki a horizont síkját, amely az állásponton a Föld felületét érintő, a függőón irányára merőleges sík (3. ábra). A nyugalomban levő folyadék felszíne ebben a pontban ugyancsak ezt a földgömbhöz fektetett érintősíkot adja ki (a horizont pontosabb meghatározására, típusaira még visszatérünk a későbbiekben). A látóhatárig befogható tárgyak, helyek meghatározása a horizont síkjában történik. A horizont síkjában való tájékozódáskor szükségünk van valamiféle koordináta-rendszerre, amelynek elemei egyértelműen kijelölik a földrajzi objektumok helyét. A matematikában, geometriában általában használt kéttengelyű derékszögű síkkoordináta-rendszer nehézkes vagy inkább alkalmatlan a horizont síkjában való használatra. E célra az ún. poláris koordináta-rendszert alkalmazzák, amelynek kezdőpontja (O) és alapiránya vagy tengelye (x) van. Itt a keresett pont (P) egyértelműen a vezetősugárnak nevezett OP távolság (t), valamint a vezetősugár és az alapirány által bezárt szög (A) adataival azonosítható (4. ábra). A valóságban a kezdőpont a megfigyelő (tájékozódó) álláspontja, vagyis az a pont, ahol a horizont síkja érinti a Föld felszínét; alapirányul pedig régóta a viszonylag könnyen kijelölhető É–D-i irányt használják. A csillagászatban a déli iránytól (délszög), a földrajzban pedig az északitól mérik az óramutató járásával megegyező irányban a vezetősugárig terjedő szöget, amit azimutnak nevezünk.

3. ábra - A horizont síkja a megfigyelési pontban

kepek/42294_1_IV_003.jpg


4. ábra - Poláris síkkoordináta-rendszer

kepek/42294_1_IV_004.jpg


5. ábra - Szélrózsa

kepek/42294_1_IV_005.jpg


A régi korok emberei csak néhány, könnyen meghatározható irányt használtak tájékozódásukhoz. Így pl. a Nap delelésének irányát, amelyet egy függőleges bot legrövidebb árnyéka alapján határoztak meg, a Sarkcsillag mutatta északi vagy a napéjegyenlőség idején kijelölhető keleti, ill. nyugati irányokat. Később a hajósok a gyakori, rendszeres szelek irányát is rögzítették – innen származik a világtájakat feltüntető diagramok neve: szélrózsa. A szélrózsa előbbi 4 iránya (fő égtája) É, K, D, Ny; azokat felezik a mellékégtájak: ÉK, DK, DNy, ÉNy; további felezéssel kapjuk a másodrendű mellékégtájakat: ÉÉK, KÉK, KDK, DDK, DDNy, NyDNy, NyÉNy és ÉÉNy (5. ábra). A 16-os szélrózsán gyakran az irányok angol nevének rövidítésével találkozunk. (Az irányrózsa a horizont poláris síkkoordináta-rendszerének leegyszerűsített változata; az irányokat természetesen ki lehet fejezni pontosabban is, az északtól mért azimut szögével (1. táblázat).

1. táblázat - A szélrózsa azimutjai

Irány

Azimut

Irány

Azimut

É

0

D

180°

ÉÉK

22,5°

DDNy

202,5°

ÉK

45°

DNy

225°

KÉK

67,5°

NyDNy

245,5°

K

90°

Ny

270°

KDK

112,5°

NyÉNy

292,5°

DK

135°

ÉNy

315°

DDK

157,5°

ÉÉNy

337,5°


Az egyes tereptárgyak távolságának megfelelő lekicsinyítésével és az állásponttól a horizont síkjában mért azimutok szögeinek felrajzolásával egyszerű térképet készíthetünk.

A térkép tulajdonképpen a háromdimenziós földfelszínnek síkra való leképzése. Ez a sík lehet a horizont síkja is, azonban sokféle más síkot is alkalmaznak, amelyekre néha igen bonyolult módon képezik le a földfelszínt (l. vetülettan).

A földi tájékozódáshoz azonban nem elég csak a horizont síkjában eligazodni. Szükség van a gömb alakúnak tekinthető Föld felszínén álláspontunk meghatározására, eddigi rendszerünknek térbeli továbbfejlesztésére is. A poláris síkkoordináta-rendszert úgy építjük tovább, hogy az alapnak vett Egyenlítő síkjára merőleges egyenest bocsátunk a kezdőpontban, és a meghatározandó térbeli pontot egy ezen a tengelyen átmenő síkban kötjük össze a kezdőponttal. Így ebben a síkban is mérhetünk egy szöget a vezérsugár (OP-egyenes) és az alapsík között. Mivel a Földön csupán gömbfelszíni pontokat kívánunk meghatározni és ezek mindegyike egyenlő távolságban van a középponttól (OP1;2;n= egység), a t elhagyható, és két szög elég bármely pont azonosításához (6. ábra).

Földünk esetében a gömbi poláris koordináta-rendszert úgy vesszük fel, hogy a tengely megegyezzék az északi és déli póluson átmenő forgástengellyel, a rá merőleges alapsík pedig az Egyenlítő síkja legyen. A földfelszíni pontokat két polárszöggel adjuk meg. Az egyik a pólusokon és a ponton átmenő gömbi főkörön a Föld középpontjában az Egyenlítőtől mért szögtávolság, amelyet földrajzi szélességnek nevezünk és φ-vel jelölünk. A másik pedig egy kezdőirányon át fektetett és a pólusokat is tartalmazó gömbi főkör (kezdő délkör) és a meghatározandó helyen átmenő délkör síkjainak szögtávolsága fokokban. Ez utóbbit földrajzi hosszúságnak nevezzük és λ-val jelöljük. A földrajzi hosszúság megállapításához szükséges kezdő kör (kezdő hosszúsági kör, délkör vagy meridián) a London régi külvárosában létesített greenwichi csillagvizsgálón megy keresztül, és megegyezéses alapon ma már a világ csaknem minden országában elfogadják kiindulóként.

A földrajzi szélesség értékei 0° és 90° között változhatnak. Mivel az Egyenlítő (φ = 0°) a Földet két egyenlő részre (félgömbre) osztja, az egyértelműség végett a φ konkrét értéke mellett azt is meg kell adni, melyik félgömbre gondolunk (É-i vagy D-i, ill. +φ vagy –φ). A greenwichi meridián is két félgömbre vágja Földünket: a nyugati és keleti hemiszférára. Ezért a λ (0°–180° közötti) konkrét értéke mellett itt a Ny-i vagy K-i, ill. + vagy – jelet kell alkalmazni a pontosság kedvéért. A fentiekből következik, hogy négy olyan hely is van a Földön, melynek földrajzi szélessége és hosszúsága megegyezik, csupán φ és λ előjele más és más.

6. ábra - Geografikus gömbi poláris koordináta-rendszer

kepek/42294_1_IV_006.jpg


Ha egy földfelszíni (P) pontból a bolygónk középpontján át egyenest húzunk, az olyan helyet döf ki a Föld felszínén, amelynek földrajzi szélessége ugyanakkora, csak ellenkező előjelű, és hosszúsága szintén ellenkező előjelű, de az előzővel kiegészítve 180°-ot ad. Ezt a helyet nevezzük ellenlábas pontnak. Itt a napszak és évszak is ellentétes (7. ábra A.).

Ha az előbbi P pontból az Egyenlítő síkjával párhuzamos és a Föld tengelyét metsző egyenest szerkesztünk, ez az ún. mellettlakó helyet jelöli (7. ábra B.). A mellettlakó hely φ értéke azonos előjelű, a λ ellentétes, és 180°-ra egészíti ki P hosszúsági fokát. Itt az évszak azonos, de a napszak ellentétes, mint P-ben.

Ha P pontból a tengellyel párhuzamos egyenest bocsátunk a földgömbön keresztül, akkor az az ún. ellenlakó helyet rajzolja ki (7. ábra C.). Ennek földrajzi szélessége ellentétes előjelű, de azonos a hosszúsága. Az ellenlakó helyen a napszak azonos, de az évszak ellentétes.

Az iskolai földgömbökön a földrajzi szélességek és hosszúságok rendszere van felrajzolva, mégpedig olyan formában, hogy a két polárszög nevezetes (pl. 10°-os eltérésű) értékei a pólusokon átmenő gömbi főköröket (λ) és az egyenlítővel párhuzamosan futó, egyre kisebbedő köröket (φ) alkotnak.

7. ábra - Ellenlábas, mellettlakó és ellenlakó helyek

kepek/42294_1_IV_007.jpg